鄭真

摘 要：運動員檔案具有行業(yè)特殊性，運動員檔案的管理和利用對于個人、運動項目及體育事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。隨著科學技術(shù)發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)在檔案管理領(lǐng)域進入加速應(yīng)用階段，為有效管理檔案提供一條新的技術(shù)路徑。設(shè)計基于聯(lián)盟鏈的分布式運動員檔案信息管理系統(tǒng)，為檔案管理和檔案信息使用提供新思路和方法。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈技術(shù)；檔案信息；聯(lián)盟鏈；隱私保護

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展，其在各行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用受到關(guān)注，區(qū)塊鏈具有分布式存儲、P2P傳輸、共識機制、時間戳、非對稱加密和智能合約等關(guān)鍵技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)的使用讓區(qū)塊鏈具有去中心化、不可篡改、共同維護、可追溯、無信任和公開透明的特點。區(qū)塊鏈技術(shù)的特點可以解決檔案管理中遇到的檔案可信性、權(quán)責界定、信息安全、信息整合、隱私保護等問題。區(qū)塊鏈的技術(shù)特點與電子檔案的“四性”要求相匹配，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于運動員檔案管理，設(shè)計基于聯(lián)盟鏈的分布式管理系統(tǒng)，解決運動員檔案管理中存在的檔案信息不一致、檔案資料缺失和檔案資料不全面等問題，為運動員檔案信息檢索與查詢、成績統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)挖掘創(chuàng)設(shè)條件和奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

一、區(qū)塊鏈技術(shù)

1.什么是區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈是一種運行于對等網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點遵從特定共識機制的公共賬本技術(shù)，具有去中心化、無須信任、防篡改性強等優(yōu)點。狹義上看，區(qū)塊鏈是一個分布式賬本，區(qū)塊鏈中的區(qū)塊以時間順序進行連接，通過加密技術(shù)和分布式消息協(xié)議，保證賬本的不可偽造與不可篡改；廣義上看，區(qū)塊鏈是一種分布式架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，區(qū)塊以鏈式（時間順序）結(jié)構(gòu)進行驗證和存儲，共識算法進行數(shù)據(jù)的生成與更新，加密技術(shù)保護數(shù)據(jù)的傳輸與共享，智能合約由自動化腳本組成，自主對數(shù)據(jù)進行編程和操作。

區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)區(qū)塊按照時間順序進行連接而成，數(shù)據(jù)區(qū)塊是由分布式架構(gòu)中地位均等的節(jié)點通過共識算法產(chǎn)生與更新，數(shù)據(jù)區(qū)塊包括區(qū)塊頭與區(qū)塊體，區(qū)塊頭用于區(qū)塊間的連接，區(qū)塊體記錄事件更新的數(shù)據(jù)。所有節(jié)點地位均等，不存在中心化節(jié)點，每個節(jié)點參與區(qū)塊數(shù)據(jù)的驗證和區(qū)塊數(shù)據(jù)的傳播，具有去中心化、無須信任、不可篡改和偽造的特點。

區(qū)塊鏈一般分為公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈。公有鏈面向社會公開，也被稱為非許可鏈，任何節(jié)點（組織或個人）都可以參與共識，對數(shù)據(jù)具有讀寫權(quán)限，數(shù)據(jù)完全共享；私有鏈，也被稱為專有鏈，一般用于單位或組織的內(nèi)部系統(tǒng)使用，信息不公開，數(shù)據(jù)的讀寫權(quán)限、運行規(guī)則由單位或組織內(nèi)部制定；聯(lián)盟鏈由達成聯(lián)盟的節(jié)點構(gòu)成，也被稱為許可鏈，由若干組織或個人（聯(lián)盟成員）參與共識，制定聯(lián)盟規(guī)則，區(qū)塊鏈具有權(quán)限控制功能，節(jié)點的加入需要經(jīng)過聯(lián)盟成員的同意，被許可的節(jié)點才能進行數(shù)據(jù)的讀寫。

2.相關(guān)技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)是由分布式存儲、P2P傳輸，使用加密技術(shù)（時間戳、非對稱加密）、共識機制和智能合約等融合而成，它是將現(xiàn)有技術(shù)進行有效整合，具有數(shù)據(jù)公開、透明、不可篡改、可追溯的特點。其關(guān)鍵技術(shù)包括：（1）分布式存儲與計算。分布式存儲中的所有節(jié)點地位均等，具有相同的權(quán)利與義務(wù)，節(jié)點產(chǎn)生的有效數(shù)據(jù)區(qū)塊，按時間順序加入鏈，以分布式廣播的方式傳輸至其他節(jié)點，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由節(jié)點共同進行維護，分布式存儲不會因某一節(jié)點被破壞而導(dǎo)致存儲數(shù)據(jù)的丟失，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和防風險能力；（2）非對稱加密技術(shù)。為滿足區(qū)塊鏈的所有權(quán)驗證和安全性需求，將非對稱加密集成到區(qū)塊鏈中。常見的非對稱加密算法包括 RSA、Elgamal、Rabin、D-н、ECc（即橢圓曲線加密算法）等。非對稱加密是在對數(shù)據(jù)進行加密和解密時，使用兩個非對稱的密碼，一個稱為公鑰，一個稱為私鑰，公鑰和私鑰是成對出現(xiàn)的。數(shù)據(jù)被一個密鑰（公鑰或者私鑰）加密后，只有另一個對應(yīng)的密鑰才能解開，公鑰可以對外向其他人公開，私鑰是保密的，其他人無法通過公鑰推算出對應(yīng)的私鑰。

共識機制，區(qū)塊鏈具有分布式去中心化的特點，共識機制用于解決區(qū)塊鏈中各節(jié)點協(xié)作一致的問題。區(qū)塊鏈中的共識算法主要有：工作量證明（proof of work， 簡稱PoW）、股權(quán)證明（proof of stake， 簡稱PoS）和權(quán)威證明（proof of authority簡稱PoA）。共識機制的使用，區(qū)塊鏈中各節(jié)點對記錄的有效性達成共識，使區(qū)塊鏈具有不可篡改性。

智能合約，智能合約指基于預(yù)定事件觸發(fā)、不可篡改、自動執(zhí)行的計算機程序，它是事先預(yù)定好規(guī)則和條件，以編碼形式寫入?yún)^(qū)塊鏈中，觸發(fā)條件滿足自動執(zhí)行。智能合約體現(xiàn)了區(qū)塊鏈的自治性特點，不依賴于人或組織自動執(zhí)行代碼。區(qū)塊鏈的無信任、不可篡改和不可逆等特性保證合約的正常執(zhí)行，整個執(zhí)行過程透明可追蹤。

二、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的運動員檔案信息管理系統(tǒng)

1.運動員檔案管理中存在的問題

運動員檔案是對運動員從入隊到退役這一過程的全記錄，包括基本的人員信息、比賽成績、學歷、黨團、獎懲、注冊、交流等，體現(xiàn)運動員在運動隊的訓練、比賽、學習和生活等基本面貌和成才發(fā)展的軌跡，對運動員檔案的統(tǒng)計和分析，可以為管理決策提供科學依據(jù)，有助于運動員和運動項目的科學化管理與高質(zhì)量發(fā)展，進而帶動整個體育事業(yè)的科學高速發(fā)展。

當前，運動員檔案存在檔案資料不全、檔案信息記載不一致、檔案信息統(tǒng)計分析難、記載內(nèi)容不全面、記載形式單一等問題。首先，由于檔案資料（信息）由單位的不同部門產(chǎn)生，各部門間因管理角度不同、填寫要求不統(tǒng)一，常出現(xiàn)同一信息條目多次統(tǒng)計和不一致；其次，各部門間檔案資料交接不及時，填寫不標準，常出現(xiàn)檔案缺失及不規(guī)范情況，增加檔案管理工作者的工作難度，降低工作效率。尤其在運動員成績、學歷信息方面，如運動員每年參加各類全國和世界比賽，比賽成績多，比賽成績與很多事項關(guān)系密切，查詢、統(tǒng)計、使用頻率高，現(xiàn)行的管理模式無法有效支撐，導(dǎo)致信息反復(fù)多次統(tǒng)計、易遺漏和出錯，工作效率低。此外，很多運動員從幾歲就入隊訓練，涉及小學、初中、高中和大學教育，他們大多來自全省各地，涉及的學校多，學籍檔案材料缺失嚴重，常需要在運動員退役時聯(lián)系自己讀過書的學?；蛉瞬沤涣髦行?，來補充學歷方面的檔案材料。

利用區(qū)塊鏈技術(shù)建立運動員檔案管理系統(tǒng)，可以解決上述在運動員檔案管理工作中遇到的問題。（1）區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用有效滿足了電子檔案的真實性、完整性、可用性和安全性的四性要求。（2）區(qū)塊鏈的鏈式結(jié)構(gòu)，每個節(jié)點地位對等，各節(jié)點存儲鏈中的全部信息可以解決檔案信息不全問題，由于區(qū)塊鏈按時間順序鏈接，使得操作具有可追溯性，可以進行跟蹤和核查；（3）區(qū)塊鏈的共識機制和加密技術(shù)，區(qū)塊的加入需要各個節(jié)點的同意，非對稱密鑰的使用，可以解決信息記載不一致和安全性的問題；（4）智能合約機制，區(qū)塊鏈實現(xiàn)自治，操作過程透明、可追蹤，提高了安全性；（5）檔案信息數(shù)字化、數(shù)據(jù)化和系統(tǒng)化，形成電子檔案，更有利于對檔案的查詢、統(tǒng)計和分析，便于與其他管理系統(tǒng)的對接與信息交流，視頻、音頻等內(nèi)容容易加入，使得檔案內(nèi)容更全面、豐富，記載形式多樣化，實現(xiàn)檔案信息化建設(shè)，促進檔案服務(wù)模式的更新與發(fā)展。

2.基于聯(lián)盟鏈的分布式管理系統(tǒng)

（1）以部門為單位建立節(jié)點。根據(jù)檔案信息的來源即產(chǎn)生的部門，分為人事部門、訓練競賽部門、青少年體育部門、科研醫(yī)務(wù)部門、黨團組織部門、教育教學部門，一個部門為一節(jié)點，部門節(jié)點是檔案信息的產(chǎn)生者，也是保障信息真實性和完整性的第一責任人。各部門節(jié)點共同參與區(qū)塊鏈的建立、存儲和維護，每一部門節(jié)點存儲全部信息，可以有效降低任一部門節(jié)點受到破壞造成的損失。部門節(jié)點間通過共同機制對區(qū)塊信息進行驗證，驗證真實有效加入?yún)^(qū)塊鏈，保證了信息的一致性，部門節(jié)點共同運作運動員檔案信息的管理。

（2）建立聯(lián)盟鏈。部門節(jié)點組成聯(lián)盟鏈，只有經(jīng)過認證、授權(quán)的節(jié)點才能成為部門節(jié)點，部門節(jié)點可以進行區(qū)塊鏈的創(chuàng)建、存儲和維護操作，未授權(quán)節(jié)點（即非部門節(jié)點）只可進行查詢操作，不能參與創(chuàng)建、存儲和維護。部門節(jié)點共同參與、協(xié)同管理，保證檔案信息的真實性、可靠性和完整性；非部門節(jié)點只可進行查詢和檢索的讀取操作，保障檔案信息的安全性和可用性，為將來與其他系統(tǒng)，如學校、黨團、競賽系統(tǒng)的對接建立數(shù)據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)，更好地實現(xiàn)信息的互聯(lián)與共享，使系統(tǒng)具有可擴展性。

系統(tǒng)基于聯(lián)盟鏈按功能不同建立檔案信息區(qū)塊鏈和權(quán)限操作區(qū)塊鏈。二者的不同點在于：信息區(qū)塊鏈的區(qū)塊體封裝元數(shù)據(jù)和檔案信息，權(quán)限操作區(qū)塊鏈的區(qū)塊體封裝用戶的權(quán)限、角色分配和操作信息。利用智能合約，核驗身份和權(quán)限，觸發(fā)事件，實現(xiàn)二者的互聯(lián)。建立權(quán)限操作區(qū)塊鏈，一方面，可以提高系統(tǒng)安全性，另一方面，對系統(tǒng)的操作有記錄和追蹤，有利于進行統(tǒng)計分析和系統(tǒng)優(yōu)化。檔案信息區(qū)塊鏈按運動員身份分為集訓運動員區(qū)塊鏈、試訓運動員區(qū)塊鏈、正式運動員區(qū)塊鏈和退役運動員區(qū)塊鏈。利用智能合約，設(shè)計觸發(fā)條件，讀取和加入數(shù)據(jù)區(qū)塊時操作相應(yīng)區(qū)塊鏈，提高系統(tǒng)運行效率。

（3）區(qū)塊結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)區(qū)塊結(jié)構(gòu)包括區(qū)塊頭和區(qū)塊體，區(qū)塊頭封裝了區(qū)塊版本號（Version）、前一區(qū)塊地址（Prev - block）、目標哈希值（Bits）、隨機數(shù)（Nonce）、 Merkle 根（Merkle - root）以及時間戳（Timestamp）等，區(qū)塊體封裝了元數(shù)據(jù)和檔案信息或用戶權(quán)限、角色和操作信息。

（4）共識機制與智能合約。數(shù)據(jù)區(qū)塊按時間戳順序鏈接，基于P2P網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，利用權(quán)威證明（PoA）算法實現(xiàn)共識機制，PoA是一種由指定的權(quán)威節(jié)點產(chǎn)生區(qū)塊的共識機制，所有的權(quán)威節(jié)點地位相同，可以通過投票的方式踢出或加入權(quán)威節(jié)點。智能合約是存儲于區(qū)塊鏈上的一段程序代碼及數(shù)據(jù)，它是可以自動執(zhí)行的特殊程序，按照檔案管理查閱流程設(shè)計規(guī)則，審查用戶權(quán)限，根據(jù)讀取要求和權(quán)限觸發(fā)程序執(zhí)行，程序的執(zhí)行不依賴于人或組織，使數(shù)據(jù)透明化和不可篡改。

（5）個人隱私保護。嚴格按照法律法規(guī)和相關(guān)政策保護個人隱私，采用“人工+機器”模式保護個人隱私。第一，人員培訓。增強個人隱私保護意識，學習法律法規(guī)和相關(guān)政策，在思想和行動上保護涉及個人隱私的信息。第二，加密技術(shù)。從系統(tǒng)技術(shù)角度，對隱私信息進行加密。第三，權(quán)限和角色管理。根據(jù)運動員檔案信息的涉密和使用情況進行分類管理，對于基本信息、注冊信息、運動員等級、運動員比賽成績、黨團信息、學歷教育信息、輸送信息、參保信息和比賽訓練視頻等各部門關(guān)聯(lián)度高的信息，系統(tǒng)利用共識機制進行操作，對于涉及隱私或訓練機密的內(nèi)容，如合同、體檢表，以及訓練、比賽的具體數(shù)據(jù)、科研醫(yī)務(wù)的監(jiān)測指標等信息，僅有信息數(shù)據(jù)產(chǎn)生部門有權(quán)限操作，其他部門只起到存儲備份的作用。

國內(nèi)外有多個檔案管理部門將區(qū)塊鏈應(yīng)用在文件歸檔、移交接收、交換共享、保存維護等業(yè)務(wù)場景中，區(qū)塊鏈技術(shù)在解決長期保存、降低管理成本、促進協(xié)同管理、促進共享利用等方面有其應(yīng)用價值?；诼?lián)盟鏈的運動員檔案信息管理系統(tǒng)，聯(lián)盟鏈的技術(shù)特點實現(xiàn)電子檔案的“四性”要求。首先，分布式存儲結(jié)構(gòu)提高系統(tǒng)的防風險能力，部門節(jié)點的協(xié)同操作、共識機制，保證信息的真實性、不可篡改性和一致性；其次，非對稱加密技術(shù)的采用，保證了信息的安全性；再次，智能合約、權(quán)限角色核驗和操作記錄，讓系統(tǒng)具有可追蹤性，有利于系統(tǒng)的查詢檢索和自查。引入時間戳，系統(tǒng)在時間維度建立數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)查詢與大數(shù)據(jù)分析建立關(guān)鍵字；最后，系統(tǒng)具有可擴展性，運動項目之間、單位與主管部門、與學校、與其他地市的體育部門均可以建立加入節(jié)點，進行系統(tǒng)的擴展和信息的共享。此外，系統(tǒng)的建立也對進行大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、個人發(fā)展規(guī)劃與項目發(fā)展建模，創(chuàng)造了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和開發(fā)條件。

三、存在的問題及未來研究方向

區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于運動員檔案管理，創(chuàng)新了檔案管理模式。為運動員檔案管理信息化建設(shè)和增強運動員檔案管理水平與能力提供了技術(shù)支撐，有效提升了運動員檔案管理效率、運動員檔案規(guī)范化水平以及運動員檔案安全風險防控能力，充分發(fā)揮了檔案“存憑留史”的作用。對于區(qū)塊鏈技術(shù)在運動員檔案管理中的應(yīng)用仍需加強理論和實踐研究，從技術(shù)、人員、經(jīng)費等方面提供有力支持。（1）系統(tǒng)的開發(fā)與實踐。本文設(shè)計系統(tǒng)的架構(gòu)與模式，具體代碼實現(xiàn)和系統(tǒng)的真正使用，中間還有很多工作要做。（2）當前運動員檔案資料包括紙質(zhì)檔案材料和電子檔案材料，嘗試研究通過某種方式方法將紙質(zhì)檔案信息和電子檔案信息，轉(zhuǎn)化為更適于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息形式。（3）紙質(zhì)檔案輸出。目前，運動員退役后檔案的轉(zhuǎn)移仍是以紙質(zhì)形式進行，亟須研究由系統(tǒng)編碼方式轉(zhuǎn)換為檔案編碼形式，輸出運動員紙質(zhì)檔案，以適應(yīng)現(xiàn)行的紙質(zhì)檔案轉(zhuǎn)接制度。（4）區(qū)塊鏈技術(shù)涉及數(shù)學、密碼學、網(wǎng)絡(luò)通信和計算機編程等多學科，對相關(guān)技術(shù)人員要求較高。需要專業(yè)技術(shù)人員掌握多項交叉學科的專業(yè)知識，同時，更要熟悉檔案業(yè)務(wù)，懂得應(yīng)用場景的具體業(yè)務(wù)邏輯。目前，這方面的人才儲備不足。（5）系統(tǒng)的建設(shè)會涉及計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施的搭建和軟件系統(tǒng)的建設(shè)，在建設(shè)初期，需要較大的資金投入。

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（作者單位：山東省游泳運動管理中心）